一种橡胶轮胎防老化涂层的制作方法

本发明涉及轮胎涂层技术领域，特别是涉及一种橡胶轮胎防老化涂层。

背景技术：

轮胎费用占车辆购置费和车辆使用成本的比例较大，是车辆维修管理费的主要开支项目。长期停放的车辆，轮胎损坏形式多为老化、变形，轮胎防护的重点是橡胶老化和胎体变形。

所谓橡胶老化，是生胶和硫化橡胶(包括橡胶制品)在储存、运输，或加工、使用过程中，由于受到内外因素的综合作用和影响，引起橡胶的组成、结构的破坏，使其逐步失去原有的优良性能，甚至丧失使用价值的现象。

目前，国内外对橡胶及其制品的防老化手段主要包括化学防护法、涂层防护、橡胶改性与并用、改善橡胶加工工艺等办法。

涂层防护是通过在橡胶表面涂覆一层其它物质，在不影响橡胶制品使用的条件下，使其与外界环境隔离，橡胶不会受到氧、臭氧、阳光等的侵袭，可以使橡胶的老化进程得到极为显著的抑制，是一种使用比较方便、效果比较明显的防老化措施。涂层防老化的措施有多种，如在表面涂蜡，敷以滑石粉等遮光材料等，但此仅适用于静态存放的物品，作用有限；有时也可以涂覆防老剂溶液,但大都粘合力不强，极易脱落。

经过研究和试验，本申请提供了一种橡胶轮胎防老化涂层。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种橡胶轮胎防老化涂层。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种橡胶轮胎防老化涂层，所述涂层使用水性聚氨酯乳液或水性聚丙烯酸酯乳液/聚氨酯乳液杂化乳液。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，(1)与橡胶的附着力好；(2)涂层材料的成膜性好，且施工方便，适于喷涂；(3)涂层材料易于干燥或固化，通常希望在室温下即可获得良好的漆膜性能，或仅需要适当的低热烘干过程；(4)涂层材料的柔韧性及强度均较好，因为橡胶本身具有一定的弹性，所以涂层材料应该能够与橡胶的弹性相匹配；(5)以水性涂料为最佳，虽然通常情况下溶剂型涂料的性能较同类水性涂料的性能更优异一些，但考虑施工环境及目前对环保的重视，水性涂料仍然是第一选择。

附图说明

图1所示为本申请的结构示意图；

图2所示为本申请的轮胎夹持机构的结构示意图；

图3所示为本申请的轮胎输送机构的结构第一示意图；

图4所示为本申请的轮胎输送机构的结构第二示意图；

图5所示为本申请的轮胎输送机构的结构第三示意图；

图6所示为本申请第一升降气缸的活塞杆端部与设置在横向杆下端的连接块的连接结构示意图；

图中，1-设备框架，2-横向固定杆，3-横向气缸，4-吹风机，5-纵向板，6-喷头，7-轮胎夹持机构，8-从动齿轮，9-驱动电机，10-抽风机，11-传动齿轮，12-抽风管道，13-侧固定板，14-内支撑架，15-上料辊，16-上料辊框架，18-齿轮，19-输送辊，20-升降架，21-第一位置传感器，22-第二位置传感器，23-第一升降气缸，24-第二升降气缸；71-联动杆，72-转动盘，73-圆柱，74-滑动柱，75-转盘，76-滑动块，77-外侧固定块，78-横向滑动杆，79-l型支撑杆，710-内侧固定块，711-旋转气缸。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本发明提供了一种橡胶轮胎防老化涂层，所述涂层使用水性聚氨酯乳液pu。

其中，所述水性pu的配方如下：四氢呋喃聚醚二醇(ptmg-1000)、2,2-二羟甲基丙酸(dmpa)、三官能度环氧丙烷聚合物(mn-400)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、甲乙酮(mek)、二月桂酸二丁基锡(dbtel)、三乙胺(tea)、去离子水(ddi)，质量比分别为：1000、87.18、64.00、630.16、195.95、微量、65.77、3430。

其中，所述微量是指质量比为0.0001～0.01，可以为0.0001、0.01或者两者中间的任意数值。

其中，制备所述水性pu乳液的步骤如下：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口烧瓶中依次加入计量好的ptmg-1000、dmpa和mek，升温至85℃，搅拌转速80rpm，通入n2；

(2)待dmpa全部溶解后，加入ipdi及dbtdl催化剂，85℃恒温反应2小时，期间检测反应体系中的-nco含量至达到理论值；再加入mn-400并降温至75℃，反应3小时，同时检测体系中的-nco含量至达到理论值；

(3)降温至60℃，撤去加热装置，加入计量好的tea，中和分子链中的-cooh，快速搅拌反应5-8min，可以为5、8或者两者之间的任意时长；

(4)将搅拌速度提高至1500rmp，加入ddi高速分散20min；

(5)对得到的pu乳液进行旋转蒸发脱去mek，即得到水性pu乳液。

实施例2

在本实施例中，所述涂层使用水性pa/pu杂化乳液，该乳液采用聚丙烯酸酯乳液来对聚氨酯乳液进行改性加工制成。

其中，水性聚丙烯酸酯乳液的配方如下：甲基丙烯酸甲酯(mma)、丙烯酸乙酯(ea)、丙烯酸-2-羟基乙酯(hema)、丙烯酸(aa)、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(aaem)、过硫酸铵(aps)、十二烷基硫酸钠(sds)、碳酸氢钠(nhc)、去离子水(ddi)，质量比分别为：80、10、5、2.5、2.5、0.6、2.0、0.2、190.0；

按照所述水性聚丙烯酸酯乳液的配方中的各物质的质量比，配制如下物料：

(1)取1.6份乳化剂sds、0.2份引发剂aps、0.065份ph缓冲剂nhc溶解于110份去离子水中，作为反应器的打底物料；

(2)取余下的引发剂aps0.4份、余下的碳酸氢钠nhc0.135份、余下的乳化剂sds0.4份及余下的去离子水80份溶解在一起，配制成引发剂溶液；

(3)取mma42.5份、aa2.5份、ea5份配合成混合单体一；

(4)取mma37.5份、hema5份、aaem2.5份和余下的ea5份配合成混合单体二；

将上述各物料配置好后，按以下步骤制备水性聚丙烯酸酯乳液：

(6)将打底物料加入到反应器中，并升温至75℃；

(7)取混合单体一总量的1/5加入到反应器，通常在1min内即可见明显的反应现象，即体系温度开始上升，同时体系由乳白色转变为深蓝色；

(8)待反应进行15min或反应温度明显回落后，开始同时向反应器内滴加引发剂溶液和混合单体一，匀速加料，使剩余的混合单体一在1h内加完毕，而对应的引发剂溶液的滴加入为所有引发剂溶液的40％，在此反应阶段，控制反应体系内温度为77-80℃，可以为77、80℃或者两者之间的任意温度值；

(9)待混合单体一加料完毕后，开始滴加混合单体二，类似地，控制滴加速度均匀，使所有的混合单体二在75min内滴加完毕，对应地加入所有引发剂溶液的50％，即截至混合单体加料完毕，引发剂溶液同时加入了90％，还剩余10％的引发剂溶液，再次阶段控制反应温度为80-82℃，可以为82、80℃或者两者之间的任意温度值；

(10)当所有单体加料完毕后，滴加最后10％的引发剂溶液，控制滴加时间为15min，当所有引发剂加料完毕后，将反应体系温度升高至85℃，并在此温度下保温0.5-1h，可以为0.5、1或者两者之间的任意时长，即可降温至室温，过滤、出料，收集聚丙烯酸酯乳液，以备用于对聚氨酯的改进。

在上述基础上，进一步制备水性pa/pu杂化乳液的配方如下：

四氢呋喃聚醚二醇(ptmg-1000)、2,2-二羟甲基丙酸(dmpa)、1,4丁二醇(bdo)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、三乙胺(tea)、乙二胺(eda)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、去离子水(ddi)、上述制备的pa乳液，质量比分别为：800、86.304、17.218、733.524、65.77、15、120、4000、2500；1000份杂化乳液配比分别为：95.95、10.35、2.06、87.98、7.89、1.8、14.39、479.74、299.84；

制备所述水性pa/pu乳液的步骤如下：

(1)在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口烧瓶中依次加入计量好的ptmg-1000、dmpa、bdo和nmp，升温至85℃，搅拌转速80rpm，通入n2；

(2)待dmpa全部溶解后，加入ipdi及微量dbtdl催化剂，85℃恒温反应至反应体系中的-nco含量至达到理论值；

(3)降温至60℃，撤去加热装置，加入计量好的tea，中和分子链中的-cooh，快速搅拌反应5-8min，可以为5、8min或者两者之间的任意时长；

(4)将计量好的去离子水和水性聚丙烯酸酯乳液混合在一起并搅拌均匀，然后，将反应器内搅拌速度提高至1500rpm，加入去离子水与pa乳液的混合液，高速分散20min，根据分散情况可选择性地加入少量消泡剂；

(5)经过分散阶段，pa/pu分散体的温度已经接近室温，降低搅拌速度至750rpm，将计量好的乙二胺缓慢滴加至反应器内，并继续搅拌10min后，逐渐升温至50℃，继续搅拌反应30min，即可降温、出料、过滤、收集。

其中，所述涂层通过专用设备进行喷涂。

如图1-图6所示，为进行上述涂层喷涂的设备，包括：设备框架，所述设备框架上设置有轮胎输送机构和轮胎夹持机构、轮胎喷涂机构，所述轮胎输送机构用于输送轮胎，所述轮胎夹持机构用于将轮胎移动到喷涂位置，所述轮胎喷涂机构用于对轮胎进行喷涂。

本发明利用轮胎输送机构进行轮胎输送，利用轮胎夹持机构用于轮胎固定以及旋转，利用轮胎喷涂机构用于对轮胎进行喷涂，效果好，能够满足轮胎喷涂的使用需求，降低了工作强度，提高了工作效率；其中，所述设备框架为方形体框架结构。

在优选的实施例中，所述轮胎输送机构包括：内支撑架，内支撑架为方形框架，其设置在设备框架上，轮胎输送机构，包括三部分，上料部、主动输送部以及下料部，主动输送部包括在内支撑架上端两侧分别设置的一个侧固定板，侧固定板之间间隔设置有多个能够旋转的输送辊，所述输送辊的输送辊辊轴与侧固定板滑动连接，所述输送辊辊轴上设置有齿轮，齿轮通过链条与电机连接，电机带动齿轮旋转，从而带动输送辊旋转，其中，电机设置的位置可以根据实际情况而定，多个齿轮可以通过多根链条分别与电机连接，也可以通过一根链条与电机连接，均可采用本领域常见技术。

在所述内支撑架之间设置有能够升降的升降架，所述升降架为十字型结构，其下端设置有纵向设置的第二升降气缸，通过第二升降气缸带动升降架上下移动，从而带动停留在升降架上的轮胎上下移动。

在所述内支撑架的前侧设置有上料部，轮胎从上料部进入，所述上料部斜向设置，所述上料部包括：上料辊框架，所述上料辊框架为u型架，其两侧中间连接有横向杆，两侧之间通过多根间隔设置的上料辊连接，上料辊两端的辊轴与上料辊框架滑动连接，所述上料辊框架的两端分别通过一个第一销轴与内支撑架两侧铰接连接，所述横向杆下端设置有斜向设置的第一升降气缸，所述第一升降气缸的活塞杆端部与设置在横向杆下端的连接块通过第二销轴铰接连接，能够带动上料部绕第一销轴旋转，从而使得上料部能够抬起和放下。轮胎放置在上料部，然后，通过第一升降气缸将上料部抬起，从而能够将轮胎在上料部的上料辊上移动，然后，进入主动输送部，主动输送部的输送辊在动力下自行旋转，自动带动轮胎移动到预设位置，升降架向上移动，轮胎夹持机构将轮胎进行夹持，然后，进行喷涂。在所述内支撑架的一侧还设置有斜向的下料部，下料部包括下料框架以及设置在下料框架上的能够旋转的下料辊。在喷涂完毕后，轮胎夹持机构将轮胎放在主动输送部上，主动输送部将轮胎移动到下料部，然后，轮胎从下料部导出。

其中，轮胎夹持机构设置在所述升降架上方的设备框架上，所述轮胎夹持机构包括：传动齿轮和从动齿轮，所述传动齿轮与设置在设备框架上的驱动电机的电机轴连接，通过驱动电机带动传动齿轮旋转，所述传动齿轮与设置在设备框架上的从动齿轮传动连接，传动齿轮传动从动齿轮旋转，所述从动齿轮下端连接有转盘，所述转盘下端中心部位设置有圆柱，所述圆柱上滑动连接有环状的转动盘，转动盘能够绕圆柱旋转，所述转动盘的侧圆周面上沿圆周间隔均匀设置有3个或4个l型支撑杆，所述l型支撑杆上端连接有滑动块，滑动块上贯穿有横向滑动杆且滑动连接，横向滑动杆的两端分别与设置在圆柱下端的内侧固定块和设置在转盘下端的外侧固定块连接，所述滑动块上端设置有滑动柱，所述转盘下端设置有滑动槽，所述滑动柱上端在滑动槽内滑动，所述滑动柱穿过铰接板且滑动连接，所述铰接板通过第三销轴与设置在转动盘侧圆周面上的铰接耳铰接连接，所述转盘下端设置有旋转气缸，旋转气缸的活塞杆与联动杆的一端铰接连接，联动杆的另一端与设置在转动盘上的销柱铰接连接，通过旋转气缸的活塞杆伸缩带动转动盘旋转，从而带动滑动块在横向滑动杆上滑动，l型支撑杆穿过轮胎中心部位，多个l型支撑杆形成的结构的内径能够变化，通过内径的变化，对轮胎进行夹持或放下轮胎。

其中，一侧的侧固定板上设置有用于监测轮胎位置的第一位置传感器和第二位置传感器。第一位置传感器和第二位置传感器均为红外传感器，当轮胎达到第二传感器位置的时候，主动输送部的主动辊开始旋转，带动轮胎向前移动。当轮胎的位置到达第一传感器位置的时候，主动辊停止旋转，升降架向上移动，将轮胎顶起来，然后，轮胎夹持机构将轮胎进行夹持。启动轮胎喷涂机构对轮胎进行喷涂。

其中，轮胎喷涂机构，包括设置在设备框架内侧的横向固定杆，所述横向固定杆上设置有横向气缸，所述横向气缸的活塞杆端部设置有纵向的纵向板，所述纵向板上设置有喷头，所述喷头通过管路与涂料桶连通，喷头为设置的上下两个，通过两个喷头能对轮胎外侧进行全方位喷涂，喷头采用购买的设备，为了提高喷涂效果，设置内侧喷头，将圆柱设置为中空结构，在其内侧安装内侧喷头，对轮胎内侧进行喷涂。

其中，所述设备框架侧面以及上端面均通过密封板密封，上端面上设置有抽风机和吹风机，所述抽风机连接有抽风管道，所述吹风机的进风口与设备框架内侧连通。通过抽风管道能够实现粉尘等回收，通过进风口能够实现风冷却，提高喷涂的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。